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CAMPOS原子仿真環(huán)境（ASE）介紹

來(lái)源：時(shí)間：2022-12-16 16:16:54 瀏覽：3609次

ASE是一個(gè)用Python編程語(yǔ)言編寫(xiě)的原子模擬環(huán)境，目的是建立、指導(dǎo)和分析原子模擬。ASE在設(shè)計(jì)過(guò)程中有許多“設(shè)計(jì)目標(biāo)”，使得它具有以下特性：

1. 易于使用——用ASE建立原子總能量計(jì)算或分子動(dòng)力學(xué)模擬是簡(jiǎn)單而直接的。ASE可以通過(guò)圖形用戶界面、命令行工具和Python語(yǔ)言來(lái)調(diào)用。Python腳本是很容易理解，也是通用性非常操作系統(tǒng)中，不進(jìn)行任何代碼修改的情況下執(zhí)行非常復(fù)雜的模擬任務(wù)。例如，一系列順序計(jì)算可以使用簡(jiǎn)單的“for-loop”構(gòu)建執(zhí)行強(qiáng)的編程語(yǔ)言。新用戶可以很容易地調(diào)用ASE的所有功能。

2. 靈活——由于ASE是基于Python語(yǔ)言編寫(xiě)的，因此可以在不同的。使用ASE模塊可以執(zhí)行許多標(biāo)準(zhǔn)的模擬任務(wù)。

3. 可定制——ASE中的Python代碼由用于不同目的的模塊組成。其中包括用于計(jì)算能量、力和應(yīng)力的ase.calculators，用于控制原子運(yùn)動(dòng)的ase.md和ase.optimize，還有constraints對(duì)象，以及NEB（nudged-elastic-band）方法的模塊等。面向?qū)ο蟠a的模塊化使得向ASE貢獻(xiàn)新功能變得非常簡(jiǎn)單。

4. Python化——通過(guò)使用流行的NumPy包進(jìn)行數(shù)值工作(有關(guān)的簡(jiǎn)短介紹，請(qǐng)參閱“Python中的數(shù)值數(shù)組”部分)，它可以很好地嵌入到其他的python代碼當(dāng)中。Python語(yǔ)言的使用使得ASE既可以交互使用，也可以在腳本中使用。

5. 開(kāi)放參與——ASE（CAMPOS原子仿真環(huán)境）是在”GNU Lesser General Public License version 2.1“許可體系或其任何更新版本下發(fā)布的。參看COPYING或者COPYING.LESSER網(wǎng)頁(yè)，或在GNU的web服務(wù)器http://www.gnu.org/licenses/上查看許可。每個(gè)人都可以被邀請(qǐng)參與使用和開(kāi)發(fā)代碼。

ASE通過(guò)Calculators模塊為很多不同的計(jì)算軟件提供交互界面，它們可以與核心Atoms模塊和許多ASE中的算法配合使用。如下例：

>>> # Example: structure optimization of hydrogen molecule

>>> from ase import Atoms

>>> from ase.optimize import BFGS

>>> from ase.calculators.nwchem import NWChem

>>> from ase.io import write

>>> h2 = Atoms('H2',

...            positions=[[0, 0, 0],

...                       [0, 0, 0.7]])

>>> h2.calc = NWChem(xc='PBE')

>>> opt = BFGS(h2)

>>> opt.run(fmax=0.02)

BFGS: 0 19:10:49 -31.435229 2.2691

BFGS: 1 19:10:50 -31.490773 0.3740

BFGS: 2 19:10:50 -31.492791 0.0630

BFGS: 3 19:10:51 -31.492848 0.0023

>>> write('H2.xyz', h2)

>>> h2.get_potential_energy()

-31.492847800329216

Calculators模塊支持的計(jì)算軟件

計(jì)算狗

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